Multiple task-demands flexibly optimize neural geometry in human ventral temporal cortex

मानवीय बुद्धिमत्ता एक प्रकार की मानसिक चपलता द्वारा परिभाषित होती है जो सहज महसूस होती है: एक एकल निर्देश सुनने और तुरंत एक पूरी तरह से अलग कार्य करने के लिए गियर बदलने की क्षमता। यदि आपसे तस्वीरों के ढेर को जानवरों की प्रजातियों के आधार पर छाँटने के लिए कहा जाता है, तो आप ऐसा करते हैं। यदि अगला निर्देश आपसे उन्हीं तस्वीरों को उनके भावनात्मक स्वर (इमोशनल टोन) के आधार पर छाँटने के लिए कहता है, तो आप बिना किसी हिचकिचाहट के बदल जाते हैं। यह लचीलापन बताता है कि मस्तिष्क केवल दुनिया की एक एकल, कठोर तस्वीर को संग्रहीत नहीं करता है। इसके बजाय, इसमें चीजों को देखने के अपने तरीके को नया आकार देने की क्षमता होनी चाहिए, जिससे जरूरत के अनुसार विभिन्न विशेषताओं को उजागर किया जा सके। वैज्ञानिक लंबे समय से आश्चर्य कर रहे हैं कि यह पुनर्गठन कहाँ और कैसे होता है। क्या यह कोई उच्च-स्तरीय निर्णय केंद्र है जो बाकी मस्तिष्क को बताता है कि क्या करना है, या क्या यह पुनर्गठन बहुत पहले, उन संवेदी क्षेत्रों की गहराई में शुरू हो जाता है जो सबसे पहले दृश्य जानकारी प्राप्त करते हैं?

इसका उत्तर देने के लिए, शोधकर्ताओं ने स्वयंसेवकों के एक अद्वितीय समूह की ओर रुख किया: मिर्गी के रोगी जो पहले से ही अपने कॉर्टेक्स पर इलेक्ट्रोड रखे जाने के साथ मस्तिष्क निगरानी से गुजर रहे थे। इन रोगियों ने वैज्ञानिकों को मस्तिष्क की विद्युत गतिविधि को उस स्पष्टता के साथ सुनने की अनुमति दी जो गैर-आक्रामक (नॉन-इनवेसिव) विधियों द्वारा प्राप्त नहीं की जा सकती है। टीम ने वेंट्रल टेम्पोरल कॉर्टेक्स (ventral temporal cortex) पर ध्यान केंद्रित किया, जो मस्तिष्क के निचले हिस्से में स्थित एक क्षेत्र है जिसे जटिल दृश्य जानकारी को संसाधित करने के लिए जाना जाता है। उन्होंने प्रतिभागियों को चित्र देखने और प्रत्येक परीक्षण (ट्रायल) के आधार पर तीन अलग-अलग कार्य करने के लिए कहा। एक कार्य में, लक्ष्य व्यक्तिगत वस्तुओं के बीच अंतर करना था, जैसे कि एक विशिष्ट चेहरे को दूसरे से अलग पहचानना। दूसरे कार्य में, लक्ष्य वस्तुओं को व्यापक श्रेणियों में समूहित करना था, जैसे कि यह पहचानना कि दो अलग-अलग कुत्ते दोनों कुत्ते ही हैं। तीसरे कार्य में, लक्ष्य छवि के पीछे की अवधारणा को समझना था, जैसे कि किसी वस्तु के कार्य या अर्थ की पहचान करना। शोधकर्ता उस क्षण की तलाश में थे जब इन छवियों का मस्तिष्क का आंतरिक मानचित्र वर्तमान कार्य की विशिष्ट मांग के अनुरूप बदल जाता है।

परिणामों से पता चला कि यह मानसिक परिवर्तन तात्कालिक नहीं है। जब किसी प्रतिभागी को नया निर्देश प्राप्त हुआ, तो मस्तिष्क ने नए नियम के अनुरूप ढलने के लिए दुनिया के अपने दृश्य को तुरंत पुनर्गठित नहीं किया। इसके बजाय, तंत्रिका संबंधी प्रतिनिधित्व (न्यूरल रिप्रेजेंटेशन) धीरे-धीरे विकसित हुए। जैसे-जैसे प्रतिभागी एक परीक्षण के भीतर क्रमिक उद्दीपनों (स्टिमुलस) को देखता रहा, मस्तिष्क ने धीरे-धीरे अपनी आंतरिक ज्यामिति को परिष्कृत किया, विभिन्न वस्तुओं के बीच की दूरियों को तब तक समायोजित किया जब तक कि मानचित्र कार्य-अनुकूलित नहीं हो गया। यह प्रक्रिया अचानक होने वाला बदलाव नहीं था बल्कि चरण-दर-चरण ट्यूनिंग थी। वेंट्रल टेम्पोरल कॉर्टेक्स ही एकमात्र ऐसा क्षेत्र था जिसने तीनों प्रकार की मांगों के लिए इस विशिष्ट, कार्य-निर्भर समायोजन को दिखाया। इसने वास्तविक समय में यह बदलने के लिए कि वह वस्तुओं के बीच की समानता को कैसे मापता है, इसे गतिशील रूप से परिवर्तित किया, जिससे संबंधित अवधारणाओं को करीब लाया गया या असंबंधित अवधारणाओं को और दूर धकेला गया।

महत्वपूर्ण रूप से, यह क्रमिक परिष्करण केवल एक जैविक जिज्ञासा नहीं थी; इसका व्यक्ति के प्रदर्शन पर सीधा प्रभाव पड़ा। मस्तिष्क के समायोजन की गति और सटीकता ने उस विशिष्ट परीक्षण में प्रतिभागी की सफलता की भविष्यवाणी की। यदि तंत्रिका संबंधी ज्यामिति कार्य की मांगों के साथ अच्छी तरह से संरेखित थी, तो व्यक्ति ने बेहतर प्रदर्शन किया। यह खोज इस पारंपरिक दृष्टिकोण को चुनौती देती है कि मस्तिष्क के संवेदी क्षेत्र केवल कच्चे डेटा को प्रसंस्करण के लिए उच्च केंद्रों तक भेजते हैं। इसके बजाय, यह सुझाव देता है कि लचीला होने की क्षमता धारणा की अग्रिम पंक्ति में ही शुरू हो जाती है। मस्तिष्क धारणा के माध्यम से दुनिया के अपने दृश्य को क्रमिक, कार्य-निर्भर परिष्करण द्वारा तैयार करना शुरू करता है, विचार के एक एकल क्षण के भीतर पुनरावृत्ति के माध्यम से अपने आंतरिक मानचित्र को समायोजित करता है। संवेदी कॉर्टेक्स में यह क्रमिक, कार्य-निर्भर ट्यूनिंग, नए निर्देशों के अनुसार तुरंत अनुकूलित होने की मानवीय क्षमता की नींव प्रतीत होती है।